无杆式开口缸高压气动弹射装置是一种以高压压缩气体为工质驱动负载作高速直线运动的装置。具有行程利用率高、弹射速度快、弹射载荷大、发射成本低、装置通用性好、无需热防护和无污染等优点。气缸内工质的压强决定了开口缸的弹射性能,过低的压强会影响弹射工作的完成甚至导致弹射失败,引起安全事故。因此,对于开口缸弹射装置来说,密封结构的密封性能就显得至关重要。开口缸在作动时,常伴随着高速、高压等极端边界条件,密封环境恶劣。本文以开口缸弹射的内弹道模型作为理论支撑,设计密封结构并分析性能。首先建立考虑真实气体效应和绝热假设的开口缸高压气动弹射装置内弹道模型,并开展弹射试验,验证内弹道建模的精确性,获得开展密封性能分析的输入条件。以内弹道模型为理论支撑,结合无杆式开口缸高压气动弹射装置的密封环境特点,以适合高速作动的VL密封结构为基础,设计适合开口气缸的带挡圈的VL密封结构作为活塞与气缸内壁之间的密封方式,可以有效降低活塞作动时密封圈受到的摩擦力。通过仿真分析预压缩率、气体压强、弹射速度以及温度对密封圈密封性能的影响。结合密封钢带和导轨密封面的密封环境,选取迷宫密封来改善密封性能,基于现代优化设计理论,应用近似模型与MIGA优化方法结合的设计方法设计迷宫密封中密封槽的尺寸,通过对比分析,表明迷宫密封比原有的密封结构具有更好的密封性能。搭建开口缸高压气动弹射装置密封试验台,通过开展密封试验来验证所设计的密封结构的密封性能。